高中物理解题方法_高中物理论文

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在每年高考结束后，回顾高三的备考过程，总会感觉到辛辛苦苦一年的努力，在考场用到的很少，但是我们在平时积累的解题方法，在考试中重现率却很高。在学习中一定要不断总结物理规律和物理方法，从根本上解决学习物理的困难，只有这样才能真正地跳出题海，并取得好的学习效果。

一、模型法解物理题

根据研究对象的特点，舍弃次要的、非本质的因素，抓住主要的、本质的因素，从而建立一种易于研究，能反映物理对象主要特征或重要性质的新形象，这样的物理模型是解题中常用的，常见的如“力学”中有质点、刚体、杠杆、轻质弹簧、单摆、弹簧振子、弹性体、绝热物质等；电学中有点电荷、检验电荷、理想导体、绝缘体，理想电表、纯电阻、纯电感、纯电容、理想变压器等，光学、原子物理中有薄透镜、波粒二象性模型、原子模型等。把具体物理过程纯粹化、理想化后抽象出来的一种物理过程，称过程模型。例如把某些复杂的运动过程纯粹化、理想化，看做是一个质点（对象模型）做单一的某种运动。如：匀速直线运动，匀加速直线运动，匀速圆周运动等。另外，如弹性碰撞、完全非弹性碰撞、纯滚动的运动、简谐运动、等温过程，等压过程、等容过程、恒定电流等，都是以突出某一方面的主要特征，忽略一些次要特征后抽象出来的理想过程，都是一种过程模型。

例1 一长列火车依惯性驶向倾角为α的小山上，当列车完全停下时，列车一部分在山上（如图）。试求列车从开始上山到停下来所经历的时间。列车全长为L，摩擦不计。

附图

分析与解答对本题，设整列车的质量为M，列车山上部分长为x，质量为Mx/L选择山基为x轴坐标之原点，方向沿山坡向上。根据牛顿第二定律，可得列车受到的合力为

附图

二、运用微元思维方法解物理题

所谓微元思维方法一是指从整体中取某个特定的微小部分作为研究对象，从而达到解决事物整体问题的一种思维方式。长度微元Δ1、面积微元ΔS、体积微元ΔV、时间微元Δt、质量微元Δm。

应用微元法解题与一般的隔离法截然不同，如用微元法解题，可以将非理想模型转化为理想模型，将曲面转化为平面，将一般曲线转化为圆或直线，将非线性变化量转化为线性变化量，甚至恒量，从而可将复杂问题转化为简单问题，使常规方法难以解决的问题迎刃而解。

以质量微元法为例：对物体的质量进行微小分割，称为质量分割，被分割出来的质量单元，称之为质量微元，用Δm表示。

三、辅助圆在物理解题中的应用

1.“等时圆”：在一竖直圆面内，从竖直直径上端沿不同方向放置一些长短不同的光滑弦，下端都在同一竖直圆周上，则物体从静止开始沿不同弦从上端滑到下端，所用时间相等。该圆称为“等时圆”

例2 在离坡底B为10m山坡上的O点竖直固定一根直杆，杆高OA也是10m，杆的上端A到坡底B之间有钢绳，一穿心于钢绳上的小环（如图2）从A点由静止开始沿钢绳无摩擦的滑下，求它在钢绳上滑行的时间（）。

附图

解析如图所示，我们可以从题中的两个“10m”出发，把AO延长到C，使OC=OA=10m，则点O到A、B、C三点的距离相等。以O为圆心，OA长为半径画圆，则B、C在“等时圆”的圆周上。由“等时圆”结论可知，小环从A滑到B的时间与从A自由落体到C的时间相等，即

小结本题利用“等时圆”的结论大大简化了解题的过程。

2.“极值圆”

例3 如图，用绝缘细线悬挂一质量为m，带电量为＋q的小球，竖直平面内分布有场强大小为E、方向不定的匀强电场，且Eq＜mg，小球在电场中处于静止，求细线与竖直方向的最大夹角θ及此时的电场方向。

附图

解析小球受到三个力作用而处于平衡，这三个力构成一封闭三角形，随着电场力方向的变化，θ不断变化。以的端点为圆心，电场力的大小Eq为半径画一辅助圆，当绳的拉力所在直线与辅助圆相切时，细线与竖直方向的夹角θ最大，Sinθ=Eq/mg，θ=arcsin(Eq/mg)，此时匀强电场的场强与水平方向的夹角也为θ=arcsin(Eq/mg)。

小结本题利用直线与圆相切时求出极值，该圆可称为“极值圆”，利用“极值圆”求极值是物理中求极值的一种常见方法。

四、变换参考系法

参考系的选取得当，可以简化对运动的描述，从而达到简化解题过程的目的。

例4 如图所示，a球从离地面高为h处自由下落的同时，地面上的b球以初速度竖直上抛，求两球从开始运动到相遇所需的时间？

解析以a球做参考系，b球相对于a球做初速为的匀速直线运动，则相遇时，b球相对于a球走过的距离为h，所以从开始运动到两球相遇所用的时间为。

附图

例5 如图所示，船A从港口P出发去拦截正以速度沿直线航行的船B。P与B所在航线的垂直距离为a，A起航时与B船相距为b，b＞a。如果略去A船起动时的加速过程。认为它一起航就匀速运动。则A船能拦截到B船的最小速率为多少？

分析与解分析本题是两个运动物体求它们之间的相对位置的问题。若以地球为参照系，两个物体都运动，且运动方向不一致，它们之间的相对位置随时间变化的关系比较复杂，一时不容易做出正确的判断与解答。但如果把参照系建立在某一运动的物体上，（如B上）由于以谁为参照系，就认为谁不动，此题就简化为一个物体，（如A）在此运动参照系中的运动问题了。当然解一个物体的运动问题比解两个物体都运动的问题自然容易多了。

以B为参照系，B不动，在此参照系中A将具有向左的分速度，如图所示，在此参照系中A只要沿着PB方向就能拦截到B。应用“点到直线的距离以垂线为最短”的结论，过O点作PB的垂线，交PB于E点，OE即为A船对地的速度的最小值，在ΔAOE中

附图

五、巧用物理规律解题

以匀变速直线运动的特点为例：做匀变速直线运动的物体，在连续相等的时间间隔内的位移之差为一恒量。且

例6 一物体以某一速度冲上一光滑斜面，前4s内的位移为1.6m，随后4s的位移为零，则物体的加速度多大？

解析通常解法是

附图

说明此结论的使用率较高，特别是在利用纸带计算小车的加速度时，利用自由落体或平抛运动小球的闪光照片计算重力加速度时都要用到此结论，在今后解题中，不管物体的速度方向是否变化，只要加速度不变，此结论就可以使用。

六、图像法在解题中的应用

物理学带有较强的抽象性和逻辑性，为了降低难度，首先要弄清题中给出的物理状态、过程、情境，并把它们画成一幅图，即完成抽象到形象的转换。

变量问题，一般方法是要用积分法求解，有些情况下应用图像法也可巧妙地解决此类问题，且解题过程简洁、思路清晰、便于应用。下面以两道习题为例，介绍此类方法。

例7 小球以初速上抛，已知小球运动过程中受到空气的阻力与其速率成正比，且落回抛点时小球速度为v，求小球从上抛到落回抛点全过程所需的时间。

附图

分析与解此题小球所受的阻力与速率成正比，无论在上抛阶段还是下落阶段，小球所受的合外力是变力，加速度为变量，所以无法用匀加速直线运动的公式求解。但我们可以画出全过程的v-t图。

因为速度－时间图线与t轴间所围的面积表示小球在对应时间内经过的位移大小，而且上抛与下落阶段所经过的位移大小相同，所以，图中区域Ⅰ与Ⅱ面积相等。由已知条件可知，小球运动过程中受到空气的阻力与其速率成正比。设阻力f=-kv。由此可画f-t图。图2中区域Ⅰ′和区域Ⅱ′，的面积一定分别是图1中区域Ⅰ和区域Ⅱ面积的k倍。由此可知，Ⅰ′的面积与Ⅱ′的面积亦相等。

因为冲量Ⅰ=F·t，所以图2中曲线与t轴所围面积表示对应时间内阻力f的冲量值。可见，在小球上抛和下落过程中阻力的冲量等大反向。全过程阻力的合冲量为零。全过程应用质点动量定理。设向上为正方向

附图

七、对称法解题

对称方法是速解高考命题的一种有效手段，是考生掌握的难点。对称法作为一种具体的解题方法，虽然高考命题没有单独正面考查，但是在每年的高考命题中都有所渗透和体现，从侧面体现考生的直观思维能力和客观的猜想推理能力。

例8 （时间对称）一人在离地H高度处，以相同的速率同时抛出两小球A和B，A被竖直上抛，B被竖直下抛，两球落地时间差为Δt，求速率。

解题方法与技巧对于A的运动，当其上抛后再落回抛出点时，由于速度对称，向下的速度仍为，所以A球在抛出点以下的运动和B球完全相同，落地时间亦相同，因此，Δt就是A球在抛出点以上的运动时间，根据时间对称

附图

例9 （镜物对称）如图所示，设有两面垂直于地面的光滑墙A和B，两墙水平距离为1.0m，从距地面高19.6m处的一点C以初速度为5.0m/s，沿水平方向投出一小球，设球与墙的碰撞为弹性碰撞，求小球落地点距墙A的水平距离。球落地前与墙壁碰撞了几次？（忽略空气阻力）

解题方法与技巧如图所示，设小球与墙壁碰撞前的速度为v，因为是弹性碰撞，所以在水平方向上的原速率弹回。即；又墙壁光滑，所以在竖直方向上速率不变，即，从而小球与墙壁碰撞前后的速度v和v′关于墙壁对称，碰撞后的轨迹与无墙壁时小球继续前进的轨迹关于墙壁对称，以后的碰撞亦然，因此，可将墙壁比做平面镜，把小球的运动转换为统一的平抛运动处理，由。